Марс часто называют Красной планетой, однако в реальных космических условиях его небо способно светиться ярко-зелёным цветом. Это необычное зрелище связано с полярными сияниями, которые на Марсе проявляются совершенно иначе, чем на Земле. Сегодня учёные делают первые шаги к тому, чтобы научиться прогнозировать эти вспышки, что в будущем может оказаться крайне важным для защиты астронавтов и устойчивого освоения планеты.
Почему на Марсе появляются сияния?
Полярные сияния возникают, когда заряженные частицы солнечного ветра достигают атмосферы планеты и сталкиваются с её атомами и молекулами. При этом высвобождается энергия в виде света. На Земле сияния видны в основном у полюсов, потому что магнитное поле нашей планеты направляет частицы к этим регионам.
У Марса всё иначе: он лишился глобального магнитного поля миллиарды лет назад. Считается, что именно эта потеря сделала планету холодной и сухой, лишив её прежних океанов и плотной атмосферы. Сегодня у Марса остались только локальные «карманы» магнитных полей в коре, но они не обеспечивают полноценной защиты. Поэтому солнечные частицы могут взаимодействовать с атмосферой практически где угодно, превращая всё ночное небо в сцену для сияния.
Первые снимки с поверхности Марса
В марте 2024 года марсоход NASA Perseverance впервые запечатлел марсианское полярное сияние в видимом спектре прямо с поверхности планеты. Это стало историческим событием: ранее сияния удавалось фиксировать только с орбитальных аппаратов.
Кадры показали, что марсианское сияние имеет характерный изумрудно-зелёный оттенок. Учёные объясняют это тем, что в атмосфере Марса преобладает углекислый газ, и именно молекулы кислорода, образующиеся при его расщеплении, светятся в зелёной части спектра. Это отличается от земных сияний, где преобладают азот и кислород в других формах, создающие красные, фиолетовые и синие оттенки.
Попытки предсказать явление
На Земле прогнозирование сияний стало возможным благодаря десятилетиям наблюдений и спутниковых данных. Но на Марсе подобные исследования находятся в самом начале. Учёные сталкиваются с ограниченным количеством датчиков, задержками связи и сложностью интерпретации данных.
На конференции по планетарной науке в Хельсинки в 2025 году исследовательница Элиза Кнутсен из Университета Осло представила новые инструменты для прогнозирования марсианских сияний. Команда учёных использовала данные о солнечных вспышках, в частности о корональных выбросах массы — мощных выбросах заряженных частиц, покидающих поверхность Солнца.
Если такой поток направлен на Марс, вероятность сияния возрастает. Однако есть серьёзная сложность: команды на Земле должны заранее подготовить команды для марсохода, протестировать их и отправить сигнал, что занимает около трёх дней. Поэтому наблюдения нужно планировать заранее, используя модели солнечной активности и прогнозы межпланетной погоды.
Успехи и неудачи экспериментов
С 2023 по 2024 годы исследователи предприняли восемь попыток «поймать» марсианское сияние. Первые наблюдения оказались неудачными: вспышки Солнца были недостаточно мощными. Однако, скорректировав стратегию и сосредоточившись на быстрых и энергичных выбросах, команда всё же зафиксировала два эпизода зелёного свечения.
Тем не менее даже сильный корональный выброс не всегда приводит к появлению сияния. Как отмечает Кнутсен, в этом процессе есть элемент случайности, а значит, точность прогноза остаётся ограниченной. Даже на Земле учёные не могут предсказать появление сияния с точностью до минуты, а для Марса эта задача ещё сложнее из-за отсутствия глобального магнитного поля и меньшей плотности атмосферы.
Опасность для будущих колонистов
Исследование сияний имеет не только научный интерес, но и практическое значение. Полярные сияния связаны с потоками радиации, которые могут быть опасны для людей и техники. Будущие астронавты на Марсе будут уязвимы перед солнечными бурями, ведь у планеты нет глобального магнитного щита.
Возможность предсказывать такие явления даст экипажам время укрыться в защищённых помещениях или под поверхностью планеты. Кроме того, понимание процессов образования сияний поможет проектировать системы связи, навигации и электроники, устойчивые к радиационным перегрузкам.
Для марсианских баз это может означать необходимость создания экранированных помещений, автономных систем оповещения и резервных каналов связи, способных работать в условиях повышенной солнечной активности.
Что будет дальше?
Учёные планируют продолжить наблюдения с помощью Perseverance и других аппаратов NASA и ESA. В будущем к исследованиям подключат европейский орбитальный аппарат Trace Gas Orbiter, а также китайский зонд «Тяньвэнь-1». Совместные данные помогут уточнить модели и приблизиться к созданию прогноза марсианской «погоды».
Также рассматривается возможность установки специализированных датчиков на будущих миссиях, включая индикаторы магнитных аномалий, спектрометры и камеры с высокой чувствительностью. Это позволит фиксировать сияния в реальном времени и изучать их структуру, продолжительность и интенсивность.
Итог
Полярные сияния на Марсе — это не просто завораживающее зрелище. Они отражают хрупкость планеты, потерявшей своё магнитное поле, и одновременно напоминают о мощи Солнца, которое способно влиять на жизнь даже за миллионы километров. Сегодня учёные только учатся понимать и предсказывать эти явления. Но уже сейчас ясно: изучение сияний приблизит нас к безопасному освоению Красной планеты и поможет защитить первых марсианских исследователей.